## Studi Pergerakan Gelombang Kelvin Berdasarkan Analisis SLA (Sea Level Anomaly) di
Samudra Hindia
Louis Jannahtuna’im Koes Miranda*, Muhammad Helmi, Hariyadi, Anindya Wirasatriya, Purwanto
Departemen Oseanografi Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudarto No. 13 Tembalang, Kec. Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah 50275 Email: *louisjkmiranda@gmail.com

## Abstrak
Gelombang  Kelvin  merupakan  fenomena  gelombang  di  laut  yang  dipengaruhi  gaya  gravitasi  bumi  dan terperangkap  di  daerah  ekuator.  Pada  Ekuator  Samudera  Hindia  terjadi  awal  kebangkitan  Gelombang  Kelvin  yang kemudian  bergerak  ke  arah  timur  yaitu  masuk  ke  Perairan  Indonesia  diantaranya  Perairan  Barat  Sumatera,  Perairan Selatan Jawa dan Bali, dan Perairan Selatan Nusa Tenggara. Tujuan penelitian ini yaitu mengkaji variabilitas SLA (Sea Level  Anomaly )  serta  mengkaji  hubungan  keduanya  terhadap  Gelombang  Kelvin  di  perairan  Selatan  Jawa  dengan menggunakan data perekaman harian tahun 2014 – 2019 untuk masing-masing parameter. Penelitian dilakukan dengan analisis  sebaran  spasial  dan  temporal  untuk  diagram  Hovmöller.  Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  potensi Gelombang Kelvin di Perairan Selatan Jawa terdapat 3 sinyal yang tertangkap berdasarkan variabilitas SLA. Selain itu, terdapat keterkaitan yang searah antara Gelombang Kelvin dengan pergerakan SLA positif. Rata-rata nilai SLA positif berkisar pada 0,1 – 0,3 m dengan kecepatan sebesar 1 m/s.
Kata kunci : Gelombang Kelvin, Anomali Tinggi Permukaan Laut, Diagram Hovmoller

## Abstract
Kelvin  waves  is  a  planetary  wave  in  the  ocean  that  is  influenced  by  the  earth's  gravitational  force  and  are trapped in the equatorial region. At the Equator of the Indian Ocean, there is an awakening of the Kelvin Wave which then moves to the east, entering Indonesian waters including the West Sumatra Waters, the Southern Waters of Java and Bali, and the Southern Waters of Nusa Tenggara. The purpose of this study is to examine the variability of SLA (Sea Level Anomaly) and to examine the relationship between the two of Kelvin Waves in Sauthern Java waters using 2014 - 2019 daily recording data for each parameter. The research was conducted by analyzing the spatial and temporal distribution for the Hovmöller diagram. The results  indicate 3 signals of the potential for Kelvin Waves in the Southern Waters of Java. In addition, there is a direct relationship between Kelvin Waves and positive SLA. The mean positive SLA values ranged from 0.1 - 0.3 m with speed of 1m/s.

## Keywords : Kelvin waves, Sea Level Anomaly (SLA), Hovmoller Diagram

## PENDAHULUAN
Samudra Hindia yang didalamnya termasuk perairan Indonesia merupakan suatu perairan yang iklimnya sangat dipengaruhi oleh fenomena El Nino. El Nino berpengaruh terhadap parameter hidrofisikal dan sirkulasi di atmosfer pada musim northeastern monsoon (Byshev et al. , 2012). Menurut Wang and Weisberg (2001) anomali angin baratan yang diakibatkan  oleh El Nino memicu terbentuknya Gelombang Kelvin Ekuatorial, yang  penjalarannya  dari  barat  Samudra  Hindia  ke  Perairan  Barat  Sumatra.  Gelombang  Kelvin  Ekuatorial menekan  thermoklin dan  menyebabkan  suhu permukaan  laut  meningkat.  Akibatnya,  angin  baratan  anomali bertambah pada tengah Samudera Hindia dengan meningkatkan gradien tekanan di atmosfer.
Gelombang Kelvin Ekuatorial adalah gelombang gravitasi berskala besar yang dipengaruhi oleh rotasi bumi  dan  tertangkap  di  Equator.  Keberadaan  gelombang  Kelvin  Ekuatorial  tergantung  pada  gravitasi, akselerasi  Coriolis,  dan  batas  vertikal  dari  ekuator.  Peran  Gelombang  Kelvin  Ekuatorial  di  laut  saling bersinggungan  dengan  pergerakan pasang  surut,  tekanan  angin pada perairan  tropis,  dan  ENSO  (Wang  and Weisberg 2001). Gelombang Kelvin Ekuatorial juga memiliki amplitudo yang tinggi dan periode yang relatif lama (Delcroix et al., 2000).
Menurut teori Holton and Lindzen (1968); Matsuno (1966); Wallace and Kousky (1968), pergerakan gelombang Kelvin Ekuatorial ini searah dengan perambatan angin. Sprintall et al., (2003) menyatakan pada
musim  peralihan,  terdapat  angin  dari  barat  di  wilayah  Ekuator  yang  menimbulkan  munculnya  Gelombang Kelvin Ekuatorial ke arah timur. Gelombang Kelvin Ekuatorial yang berasal dari Ekuator Samudera  Hindia akan bergerak ke arah timur yaitu masuk ke Perairan Indonesia (Durland and Qiu 2003; Wang and Weisberg 2001) menjelaskan bahwa Gelombang Kelvin Ekuatorial bersifat unidirectional yaitu pergerakannya hanya ke satu  arah,  sehingga  ketika  Gelombang  Kelvin  Ekuatorial  yang  bergerak  ke  bagian  barat  Perairan  Pulau Sumatera cenderung akan berbelok ke bagian selatan Perairan Indonesia yaitu Perairan Jawa, Bali, dan Nusa Tenggara.  Banyaknya  fenomena  oseanografi  lainnya  yang  terjadi  di  Perairan  Samudra  Hindia  membuat penelitian Gelombang Kelvin pada daerah tersebut untuk diketahui seberapa besar potensinya.

## MATERI DAN METODE
P engolahan  dan  analisis  dilakukan  pada  Bulan  Juni  2020  –  April  2021.  Pengolahan  dan  analisis dilakukan  di  Laboratorium  Pusat  Kajian  Mitigasi  Bencana  Pesisir  dan  Laut  (CoREM)  UPT  Laboratorium Terpadu Universitas Diponegoro. Lokasi Penelitian dilakukan pada Samudra Hindia hingga wilayah Selatan Jawa dengan koordinat 42 o BT – 118 o BT dan 13 o LU – 18 o LS yang dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 .  Peta Lokasi Penelitian
Data  yang  digunakan  adalah  data  SLA  ( Sea  Level  Anomaly) dari Copernicus  Marine  Environment Monitoring Service (CMEMS) dari tahun 2014 hingga 2019. Data tersebut merupakan data observasi satelit. Data SLA ( Sea Level Anomaly ) didapatkan dari CMEMS dengan resolusi 0.25 o x 0.25 o yang dapat diunduh dari ftp.sltac.cls.fr. Data tersebut memiliki format NetCDF atau NC File .
Data SLA (Sea Level Anomaly) yang dipakai merupakan data selama 5 tahun (2014 – 2019). Data yang telah diunduh kemudian diolah pada Bahasa pemrograman dengan mengkompilasi secara bulanan kemudian secara klimatologi dengan rumus berikut :
𝑥̄𝑏(𝑥, 𝑦) = 1 𝑚ℎ ∑ 𝑥𝑖(𝑥, 𝑦, 𝑡) 𝑚ℎ 𝑖=1
Keterangan:
𝑥̄𝑏(𝑥, 𝑦) =   Rata – rata harian
𝑥𝑖(𝑥, 𝑦, 𝑡) =   Data jam ke-i pada posisi bujur x, lintang y dan jam ke-t
𝑚ℎ = Jumlah jam dalam 1 hari 𝑖 = 1 = Jam ke-1 *Jika xi =   NaN, maka data tersebut tidak memiliki nilai (data kosong) dan tidak diasumsikan dalam perhitungan rata – rata.
(Wirasatriya et al ., 2017)
Komposit  bulanan  dilanjutkan  menjadi  peta hovmoller menggunakan  data  komposit  bulanan.  Peta hovmoller dapat mengetahui tentang keberadaan SLA ( Sea Level Anomaly )  positif yang menjadi salah satu indikasi mengenai keberadaan gelombang kelvin. Peta SLA ( Sea Level Anomaly )  dan diagram hovmoller * png dan * tiff.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Sepanjang Ekuator Samudera Hindia hingga Perairan Barat Sumatera pada SLA, yang dideskripsikan secara spasial  tiap bulannya dari tahun 2014  - 2019, menunjukkan variabilitas SLA yang  cenderung positif selama bergerak dari barat ke timur. Gelombang Kelvin di perairan berhubungan erat dengan nilai SLA yang positif.
Analisis  tabel  ini  dilakukan  dengan  menggunakan  jarak  dan  waktu  penjalaran  SLA  ( Sea  Level Anomaly) yang didapatkan dari grafik hovmoller pada musim peralihan I dan musim peralihan II tahun 2014- 2019 . Didapatkan hasil bahwa pada musim peralihan I tahun 2014-2019 didapatkan kecepatan berturut – turut 1.03,0.89,1.02,0.89,0.89, dan 1.03m/s. dan didapatkan pada musim peralihan II tahun 2014-2019 rata – rata bernilai 0.998m/s.
Tabel 1. Tabel Perhitungan kecepatan Gelombang Kelvin
Menurut  Drushka et  al., (2010)  diketahui  bahwa  gelombang  Kelvin  memiliki  kecepatan  sebesar  1- 3m/s  dengan  waktu  propagasi  selama  20  hari  melewati  Samudra  Hindia  dan  10  hari  berpindah  ke  laut Indonesia.  Dengan  melihat  Tabel  1,  dapat  diketahui  bahwa  terdapat  3  kejadian  gelombang  Kelvin  dimana terjadi pada musim peralihan I tahun 2014, musim peralihan I pada tahun 2016 dan musim peralihan I pada tahun 2019. Variabilitas SLA positif yang cenderung tinggi didominasi pada musim Peralihan I dan Peralihan II  di  tiap  tahunnya.  Pada  Maret  –  Mei  dan  September  –  November    sedang  berlangsung  musim  peralihan, dimana angin baratan berhembus di atas permukaan Ekuator Samudera Hindia, sehingga Gelombang Kelvin yang  terbentuk  mengalami  pergerakan  ke  timur  dan  menimbulkan  kenaikan  SLA  sepanjang  penjalarannya
Sebaran SLA Positif Jarak (m) waktu (s) kecepatan (m/s) Musim Peralihan I 2014 7936500 7689600 1.032108302 Musim Peralihan II 2014 7936500 7948800 0.998452597 Musim Peralihan I 2015 6882000 7689600 0.894975031 Musim Peralihan II 2015 7935500 7947800 0.998452402 Musim Peralihan I 2016 7936500 7689600 1.032108302 Musim Peralihan II 2016 7936500 7948800 0.998452597 Musim Peralihan I 2017 6438000 7689600 0.837234707 Musim Peralihan II 2017 7936500 7948800 0.998452597 Musim Peralihan I 2018 6493500 7689600 0.844452247 Musim Peralihan II 2018 7936500 7948800 0.998452597 Musim Peralihan I 2019 7936500 7689600 1.032108302
(Wyrtki, 1973; Sprintall et al ., 2000). Dari sebaran spasial SLA, tiap tahunnya tampak pergerakan variabilitas nilai SLA positif di wilayah Ekuator Samudera Hindia lebih tinggi di musim Peralihan I dibandingkan musim Peralihan II.
Gambar 2. Variabilitas SLA secara spasial tahun 2014-2019 di Ekuator Samudera Hindia sampai Perairan

## Selatan Jawa
Gambar  2  menunjukkan  bahwa  variabilitas  SLA  positif  yang  cenderung  tinggi  didominasi  pada  musim Peralihan  I  dan  Peralihan  II  di  tiap  tahunnya.  Pada  Maret  –  Mei  dan  September  –  November    sedang berlangsung musim peralihan, dimana angin baratan berhembus di atas permukaan Ekuator Samudera Hindia, sehingga Gelombang Kelvin yang terbentuk mengalami pergerakan ke timur dan menimbulkan kenaikan SLA sepanjang penjalarannya (Wyrtki, 1973; Sprintall et al., 2000). Dari sebaran spasial SLA, tiap tahunnya tampak pergerakan variabilitas nilai SLA positif di wilayah Ekuator Samudera Hindia lebih tinggi di musim Peralihan I dibandingkan musim Peralihan II.
Kenaikan SLA di bagian timur Samudera Hindia berdasarkan Dimas et al., (2015) pada musim Peralihan barat ke timur (Peralihan I) didominasi oleh sistem angin. Kecepatan angin sepanjang tahun paling kuat pada saat musim Peralihan I dan arah perambatannya masih didominasi angin musim Barat sehingga mempengaruhi
pergerakan SLA positif ke timur. Sementara pada angin musim Peralihan timur ke barat (peralihan II)  arah perambatannya masih didominasi angin musim Timur sehingga pergerakan SLA positif ke timur berkurang.
Menjadi tempat utama bangkitnya gelombang Kelvin, wilayah ekuator Samudera Hindia memiliki tinggi muka laut yang cenderung tinggi. Rata-rata nilai SLA positif tertinggi di tiap tahunnya berkisar 0,2  - 0,3 m. Nilai SLA mencapai puncak tertinggi pada bulan Juni 2016 dengan melebihi dari 0,4 m.
Gelombang Kelvin berdasarkan sebaran spasial dari barat Samudera Hindia sampai perairan selatan  Jawa tahun  2014  -  2019  dan  berdasarkan  diagram  Hovmöller  terdapat  3  kejadian  yang  terdeteksi.  Berdasarkan Dimas et al. (2015), pada musim Barat terjadi pusaran arus eddy di bagian timur Samudera Hindia. Pusaran arus ini terbentuk karena adanya pengaruh angin, tinggi muka laut dibawah pusat angin anti siklon lebih tinggi daripada  disekitarnya  akibat  adanya  proses  konvergensi,  sehingga  massa  air  akan  bergerak  ke  muka  air disekitarnya  yang  lebih  rendah dan oleh gaya  Coriolis  dibelokkan ke  kiri  di BBS.  Muka air  dibawah  pusat angin  anti  siklon  lebih  tinggi  daripada  daerah  pinggirannya  akibat  transpor  Ekman  yang  bergerak  menuju daerah  di  bawah pusat  anti  siklon.  Karena  muka  air  dibawah  pusat  anti  siklon  lebih  tinggi  daripada  daerah pinggirannya  maka  terjadi  perbedaan  tekanan  antara  daerah  pusat  dan pinggirannya.  Perbedaan  tekanan  ini menggerakkan  air  dari  daerah  pusat  ke  daerah  pinggirannya  dan  dalam  gerakannya  ini  akan  mengalami pengaruh  coriolis  yang  membelokkannya  ke  arah  kiri  di  BBS.  Terjadinya  pusaran  arus  eddy  menambah pengaruh pergerakan SLA positif ke timur pada musim Barat. Sementara pada musim Timur kebalikan dari musim Barat, pusaran arus eddy mengurangi pengaruh pergerakan SLA positif ke timur. Selain pusaran arus eddy,  Arus  Khatulistiwa  Jawa  (AKS)  juga  mempengaruhi,  dimana  arus  samudera  tersebut  akan mentransporkan massa air dari timur ke barat pada 10° - 20°LS yaitu Samudera Hindia bagian selatan.
Gambar 3. Diagram Hovmöller SLA di Ekuator Samudera Hindia sampai Perairan Selatan Jawa

## KESIMPULAN
Dari hasil studi mengenai potensi gelombang Kelvin di perairan selatan Jawa berdasarkan variabilitas SLA ( Sea Level Anomaly) by sepanjang tahun 2014 - 2019 dihasilkan kesimpulan potensi gelombang Kelvin yang terlihat berjumlah sekitar 3 kejadian pada musim peralihan I.

## DAFTAR PUSTAKA
Byshev, V. I., V. G. Neiman, Yu A. Romanov, Dan I. V. Serykh. 2012. On El Niño’s Impact Upon The Climate Characteristics Of The Indian Monsoon. Oceanology 52(2):147–56.
Delcroix, Thierry, Boris Dewitte, Yves Dupenhoat, Francois Masia, Dan Joel Picau. 2000. Equatorial Waves Dan Warm Pool Displacements During The 1992-1998 El Nifio Southern Oscillation Events: Observation Dan Modeling. 105.
Dimas, R., H. Setiyono, Dan M. Helmi. 2015. Arus Geostropik Permukaan Musiman Berdasarkan Data Satelit Altimetri Tahun 2012-2013 Di Samudera Hindia Bagian Timur. Jurnal Oseanografi , 4 (4): 756 – 764.
Drushka,  K.,  J.  Sprintall,  dan  S.  T.  Gille.  2010.  Vertical  Structure  of  Kelvin  Waves  in  the  Indonesian Throughflow Exit Passages. Journal of Physical Oceanography , 40 (9): 1965-1987.
Holton, James R. Dan Richard S. Lindzen. 1968. A Note On ‘Kelvin’ Waves In The Atmosphere 1. Monthly Weather Review 96(6):385–86.
Matsuno, Taroh. 1966. Quasi-Geostrophic Motions In The Equatorial Area. Journal Of The Meteorological Society Of Japan. Ser. II 44(1):25–43.
Sprintall,  Janet,  James  T.  Potemra,  Susan  L.  Hautala,  Nancy  A.  Bray,  Dan  Wahyu  W.  Pdanoe.  2003. Temperature  Dan  Salinity  Variability  In  The  Exit  Passages  Of  The  Indonesian  Throughflow.  Deep-Sea Research Part II: Topical Studies In Oceanography 50(12–13):2183–2204.
Sprintall, Janet, Arnold L. Gordon, Ragu Murtugudde, Dan R. Dwi Susanto. 2000. A Semiannual Indian Ocean Forced Kelvin Wave Observed In The Indonesian Seas In May 1997. Geophysical Research 105(17):217– 30.
Wallace,  John  M.  Dan  V.  E.  Kousky.  1968.  Observational  Evidence  Of  Kelvin  Waves  In  The  Tropical Stratosphere. Journal Of The Atmospheric Sciences 25(5):900–907.
Wang, Chunzai Dan Robert H. Weisberg. 2001. Ocean Circulation Influences On Sea Surface Temperature In The Equatorial Central Pacific . Journal Of Geophysical Research: Oceans 106(C9):19515–26.
Wirasatriya,  A.,  Y.  R.  Setiawan,  Dan  P.  Subardjo.  2017.  The  Effect  Of  ENSO  On  The  Variability  Of Chlorophyll-A And Sea Surface Temperature In The Maluku Sea. Journal Of Selected Topics In Applied Earth Observations And Remote Sensing , 10:5513-5518. Wyrtki, Klaus. 1973. An Equatorial Jet In The Indian Ocean. Science 181(263-264).